11. Расчет удельного расхода энергии и cos на единицу производительности.

Расчет производим для минимальной скорости каждого из диапазонов.

Потери в каскаде находим по следующей формуле:

где - потери в каскаде ; (Вт).

К_к – постоянные потери , (Вт).

V_k – переменные потери, (Вт).

Постоянные потери в АД находим по формуле:

В схемах вентильного каскада постоянные потери в АД на 5% больше, чем в обычной схеме включения. Это объясняется увеличением потерь в стали за счет высших гармоник в токах статора и ротора. Кроме того, в схеме вентильного каскада имеют место постоянные потери холостого хода трансформатора инвертора:

Переменные потери определяем, приводя все потери к роторной цепи двигателя:

Ток в роторной цепи в рабочих точках найдем по формуле:

Ток I_d1 соответствует минимальной скорости диапазона D₁ ; для его расчета были использованы следующие данные :

S₁=0.355, _D1=58,12⁰, R_э1=1.454 Ом.

Для диапазона D₂:

S₂=0.633, _D2=19,6⁰, R_э2=1,79Ом.

Найдем переменные потери :

где

Найдем потери в каскаде:

Удельный расход энергии находим по выражению:

где - мощность на валу двигателя, Вт.

, где

12.Расчёт коэффициентов мощности:

где Р_дв, Р_тр – активная мощность, потребляемая двигателем и возвращаемая в сеть трансформатором инвертора (Вт);

Q_дв, Q_тр - реактивная мощность двигателя и трансформатора (Вар);

- коэффициент, учитывающий искажение формы тока. =0.955

Реактивная мощность двигателя:

Q_дв=Р_двtg_дв,

где _дв=arсcos0.865=30,12 (град)

- потери в меди статора

- потери в стали статора

Активная мощность трансформатора определяется по формуле:

г де η_к – КПД каскада

Р еактивная мощность трансформатора:

Тогда коэффициент мощности для обоих диапазонов производительности D1 и D2:

13. Вывод

Коэффициент мощности АД в каскадной схеме уменьшается в сравнении с обычным включением его в сеть, т.к. коммутация вентилей вызывает отставание тока ротора от напряжения. Кроме того, уменьшение коэффициента мощности происходит из-за искажения кривых тока двигателя и трансформатора, обусловленного наличием высших гармоник.

Асинхронно-вентильный каскад имеет высокий КПД, так как в нем отсутствуют потери на скольжение. Регулирование скорости ведется вниз от основной, т.е. при увеличении угла ,

коэффициент мощности снижается, что объясняется большим суммарным потреблением реактивной мощности АД и трансформатором инвертора. Поэтому, как видно из зависимости

cоs(φ)=f(ω), привод имеет наилучшие энергетические показатели(удельный расход энергии(W), коэффициент мощности(cоs(φ)) при работе в меньшем диапазоне(D1).

Библиографический список

1. Башарин А.В., Новиков В.А. «Управление электроприводами» Л.:Энергоиздат, 1982 г.

2. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. «Общий курс электропривода», М.: Энергоиздат, 1981 г.

3. Ключев В.И., Терехов В.М. «Электропривод и автоматизация промышленных механизмов», М.: Энергия, 1977 г.

4. Василевский С.Н. «Характеристики двигателей в электроприводе», М.: Энергия, 1977 г.

5. Кравчик А.Э., Шлаф М.М. «Справочник АД серии 4А», М.: Энергоиздат, 1982г

6. Копылов Н.П. «Справочник по электрическим машинам», М.: Энергоиздат, 1988 г.

7. «Справочник. Мощные полупрводниковые приборы. Диоды», под ред. А.В. Голомедова,.М.: Радио и Связь, 1985г.

8. «Справочник. Мощные полупрводниковые приборы. Тиристоры», Замятин В.А., .М.: Радио и Связь, 1988г.